交流/直流负载的浪涌电流限制器(软启动器)-电路方案

VIP专享 2021-04-20 04:33:25 207KB ZIP
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浪涌电流/接通浪涌是电气设备首次开启时所吸收的最大瞬时输入电流。浪涌电流远高于负载的稳态电流,这是许多问题的根源,例如保险丝熔断,负载故障,负载的寿命缩短,开关触点上的火花等。下图显示了捕获到的浪涌电流现象Siglent SDS1104X-E示波器。长峰很明显。在本文中,我尝试使用简单但有效的解决方案来解决此问题。我介绍了两种适用于交流和直流负载的电路。 在SDS1104X-E DSO上捕获的浪涌电流尖峰(单发模式) 交流软起动器 图1显示了该设备的示意图。P1用于将220V-AC输入和ON / OFF开关连接到电路。C1用于降低交流电压。C1的值还决定了其余电路要使用的无变压器电源的电流处理率。在此应用中,470nF就足够了。当用户断开设备与电源的连接时,R1会使C1放电,以避免任何不希望的高压冲击。R2是一个用于限制电流的1W电阻器。 图1交流软起动器示意图 BR1是DB107-G桥式整流器[1],已用于将交流电压转换为直流电压。C2减小纹波,R3在关断时使C2放电。而且,它提供了最小的负载以将整流电压保持在合理的水平。R4降低电压并限制其余电路的电流。D1是一个15V的齐纳二极管,已被用来将电压限制在15V以下。C3,R5和R6为继电器建立一个计时器网络。这意味着它会延迟继电器激活。R6值是必不可少的,降低电压不应太低,也不能降低网络响应时间。1K为较高的ON / OFF切换速度提供了令人满意的放电率。通过我的实验,该网络可以提供足够的延迟和响应时间, Q1是NPN BD139 [2]晶体管,用于激活/禁用继电器。D2保护Q1免受继电器的电感器反向电流的影响。R7是5W串联电阻,用于限制接通浪涌电流。短暂的延迟后,继电器会使电阻器短路,并将全部功率施加给负载。R7的值已设置为27R。您可以根据您的负载或应用程序对其进行修改。 直流软起动器 图2显示了直流软启动器的示意图。它是交流软启动器的简化版本,并做了一些小的修改。 图2直流软启动器的示意图 P1用于将12V电源和ON / OFF开关连接到板上。R2,R3和C2构成继电器的延迟网络。R4是限流电阻。与交流软启动器相同,您可以根据自己的特定负载或应用随意修改延迟网络和R4值。 PCB布局 图3显示了交流软启动器的PCB布局。所有组件包均为DIP。该板是单层的,很容易构建。 图3交流软启动器的PCB布局 图4显示了直流软启动器的PCB布局。与上述相同,所有组件封装均为DIP,且电路板为单层。 图4直流软启动器的PCB布局 对于这两种设计,我都使用了SamacSys的原理图符号和PCB封装。具体来说,对于DB107 [3]和BD139 [4]。这些库是免费的,并遵循工业IPC标准。我使用了Altium Designer CAD软件,因此使用了SamacSys Altium插件[5](图5)。 图5SamacSys Altium插件和使用的组件库 图6显示了AC软启动器的3D视图,图7显示了DC软启动器的3D视图。 图6交流软起动器的3D视图 图7直流软启动器的3D视图 部件 图8显示了组装好的交流软起动器板,图9显示了组装好的直流软起动器。 图8组装的交流软起动器板(第一原型– R1在背面) 图9组装直流软起动器板 接线图 图10显示了交流软启动器的接线图,图11显示了直流软启动器的接线图。 图10交流软起动器接线图 图11直流软起动器接线图 材料清单

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